专利名称：220v电源监测节能技术的制作方法
技术领域：
能源与节能——常规电器节能技术
背景技术：
常用的220V交流电源监测(显示)，是利用工作电压1.5 — 3V、工作电 流5 — 20mA的发光二极管LED与2 —10K的限流(或分压)电阻R串联后， 再与主负载电路并联的接线原理构成220v交流电源(电阻分压)监测电路 (图1)。这种监测模式，看似简单易行，成本低，也可以对主回路电源通断 进行全过程实时监测。但是根据理论测算， 一个如图1的常规220V电源实 时监测回路的理论功率是O. 5—0.8W，年耗电达4一5KWH。监测电路本身的 能耗显然较大。而且由于该电路在常规电器上的普遍应用，给全社会带来巨 大的能源浪费。为此，必须用能耗低、可靠性高的监测技术实现电源工作状 态监测的节能。
发明内容
本发明改变常规电器220V交流电源实时监测中电阻分压、限流的设计 思路，引入电容分压、限流的设计概念，以此实现以最低的能耗完成电源工 作状态的监测目的。
电容分压是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大 工作电流，从而降低LED上工作电压。而在理想电容器上并不产生功耗， 如果电容是一个理想电容，则流过电容的电流为虚部电流，它所作的功为无 功功率。根据这个特点，我们如果在一个LED回路里串联一个电容器，则 LED监测电路所产生的功耗理论上几乎等于LED自身的功耗。普通发光二极管功率在0.03—0.05W左右，功耗极少，是常规电阻分压电路功耗的6% —10%。由此可见，电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和LED 之间电压的角色。显然，利用电容分压具有功耗低，成本低等优点。
本发明的原理是把常规220v交流电源(电阻分压)监测电路发光二极 管与限流电阻串接电路改为220v交流电源(电容分压)监测电路图(图2) 所示的电容分压电路。在正常状态下，利用电容C1的容抗的限流作用，使 LED的工作电压降至1.5-3.0V之间，工作电流控制在12-30 mA之间，可以 根据不同参数的LED选用不同参数的电容。根据理论计算结果，电压在 190-260V范围内时，LED的工作电流在12-20mA，满足普通LED最大工作 电流小于30 mA的条件，工作电压在1.5-2.0V左右，也满足LED的工作条 件。这样即可实现电源的实时监测，又可极大限度地减少无用功耗。该监测 回路工作状态下的理论功率仅0.03—0.05W ，年耗电不到O. 3KWH，是常规 电阻分压电路功耗的6%—10%。
图1是220v交流电源(电阻分压)监测电路图，图2是220v交流电源 (电容分压)监测电路图。如图2，图中C1选用耐高压(大于400V)的涤 纶电容器或金属化纸介电容器，容量选0.01uf，额定电压在400V以上；电 阻R用于C1电荷泄放；电容C2为瞬间冲击电流吸收所用，选用20uf左 右的双极性电容；考虑到LED反向耐压低(约为5V)，接入二极管VD对 LED反偏截止起保护作用。
在正常状态下，发光二极管LED点亮，表示电源在接通状态，电源断开， 发光二极管LED熄灭，表示电源在断开状态。
具体实施方式
如图2所示，Cl选用涤纶电容器或金属化纸介电容器，容量选0.01uf， 额定电压630V，电容C2选用22uf双极性电容，电阻R选用2.2MQ的电 阻，VD选用5V的二极管，LED可选用2EF411 ，最大工作电流小于30mA， 按图2所示接线，解决了常规电阻分压电路功耗大、故障率高的缺陷。
本发明的价值主要在通过电阻分压向电容分压的转变，降低了常规电器 普通LED电源监测功耗的90-95%，极大促进全社会节能。因此，本发明特别 适用于需要全时段、高可靠性监测(显示)电源工作状态的220V电器 设备上。就带单指示灯的电器测算， 一个普通LED电源监测回路每年需耗电 4. 0 — 5. OKWH，而采用电容分压电路，每年仅耗电约0. 3KWH，增加造价仅1. 5 一1.8元。同时本发明还可降低220V交流电源监测回路的故障率。因此本发
明具有良好的经济与社会效益。
权利要求
1、220V常规电器电源监测设计原理从电阻分压(限流)到电容分压(限流)的技术创新与该创新的应用。
2、 采用在220V交流电源监测发光二极管回路中串接耐压高的无极性电容C1的形式实现1项权利。
3、 采用C2吸收瞬间冲击电流、R泄放C1的充电电荷、二极管VD1对LED提供反偏截止保护等设计措施中的1个或2—3个的组合对Cl分压回路进行完善或保护来实现2项权利。
全文摘要
一种改变220V交流电源监测(显示)电路的常规电器节能技术。将常规监测电路(如图1)电阻分压(限流)原理，改为串入一个电容C1的电容分压(限流)原理(如图2)。正常状态下，利用电容C1容抗的限流作用以及动态分配电容器和LED之间电压的作用，使LED的工作电压降至1.5-3.0V之间，工作电流控制在12-30mA之间，功耗极低。电源接通，LED亮，电源断开，LED灭。该技术主要适用于需全时段、高可靠性监测(显示)电源工作状态的220V电器上。220V电源监测从电阻分压到电容分压的技术创新，既保证了监测的可靠性，又最大限度地降低了监测回路的无用功耗，有利于促进全社会节能。
文档编号G01R19/145GK101470140SQ20081003205
公开日2009年7月1日 申请日期2008年8月12日 优先权日2008年8月12日
发明者刘晓文 申请人:刘晓文